Chave geral das sinapses

25/9/2008
Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores identificou pela primeira vez uma “chave geral” de células cerebrais capaz de orquestrar a formação e manutenção de sinapses inibitórias, essenciais para o bom funcionamento do cérebro.

O fator, batizado de Npas4, regula mais de 200 genes que agem de várias maneiras para acalmar células superexcitadas, restaurando um equilíbrio que, acredita-se, é perdido em alguns distúrbios neurológicos. A descoberta, realizada por pesquisadores do Hospital Infantil de Boston, nos Estados Unidos, foi descrita na edição desta quinta-feira (25/9) da revista Nature.
As sinapses – conexões entre as células cerebrais – podem ter natureza excitatória ou inibitória. No nascimento, com o rápido desenvolvimento do cérebro, as excitatórias são abundantes, tendendo a fazer as células nervosas estimularem suas vizinhas.

Mas, se a excitação eventualmente não for equilibrada, ela pode levar à epilepsia. Doenças como o autismo e a esquizofrenia têm sido também associadas a um desequilíbrio entre excitação e inibição.

A criação de conexões inibitórias também é necessária para desencadear períodos críticos, como as fases de aprendizagem rápida durante a primeira infância e a adolescência, quando o cérebro tem mais plasticidade – isto é, mais habilidade para modificar sua própria organização estrutural e funcionamento.

O Npas4 é um fator de transcrição, ou seja, funciona como um “interruptor” que ativa ou reprime outros genes. Os pesquisadores, liderados pelo diretor do Programa de Neurobiologia do Hospital Infantil de Boston, Michael Greenberg, demonstraram que a atividade de cerca de 270 genes muda quando a atividade do Npas4 é bloqueada em uma célula. E demonstraram que a ativação do fator está associada ao aumento do número de sinapses inibitórias na superfície das células.

A equipe mostrou que o Npas4 é ativado pela atividade sináptica excitatória. “O programa disparado pela excitação diz: ‘esta célula está ficando excitada, precisamos equilibrar com inibição’”, explicou Greenberg, que atualmente lidera o Departamento de Neurobiologia da Escola Médica de Harvard.

Os pesquisadores estudaram camundongos com falta de Npas4 e descobriram evidência de problemas neurológicos. Os camundongos pareciam ansiosos e hiperativos e ficaram propensos a crises convulsivas.

Greenberg e sua equipe estão atualmente tentando aprender mais sobre a ampla variedade de genes regulados pelo Npas4, já que cada um deles pode fornecer pistas sobre o desenvolvimento das sinapses e revelar novas possibilidades de tratamento para distúrbios neurológicos.
“Se tivermos acesso a um fator de transcrição como o Npas4, com as novas tecnologias da genômica poderíamos essencialmente identificar cada alvo do fator de transcrição”, disse Greenberg. Um desses alvos é o fator neurotrófico (BDNF), que, de acordo com estudos anteriores da mesma equipe, regula a maturação e a função de sinapses inibidoras.

O artigo Activity-dependent regulation of GABAergic synapse development by Npas4, de Yingxi Lin e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.